(57)【要約】【課題】  内部品質が均一な板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板を安価に製造することができる。【解決手段】  予備加工を施した連続鋳造スラブを２枚以上重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して複合スラブを形成し、そして、下記（１）式で定義される有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．３以上、圧下比２未満の条件で前記複合スラブを熱間圧延することを特徴とする、板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板の製造方法。  Ｓｅｆｆ＝Σ〔（σｔｃｍａｘ／ｋ0）−１〕                  ---（１）    ここで、Σは、圧延スケジュールを通した各パスの値の総和を示す。    但し、（σｔｃｍａｘ／ｋ0）−１＜０は、加算しない。  また、σｔｃｍａｘ／ｋ0＝１．６７×（ｌｄ／ｈｍ）＋０．５    ここで、ｌｄ：投影接触弧長            ｈｍ：平均板厚（入り側板厚と出側板厚の平均）            ｋ0：変形抵抗【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
予備加工を施した連続鋳造スラブを２枚以上重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して複合スラブを形成し、そして、下記（１）式で定義される有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．３以上、圧下比２未満の条件で前記複合スラブを熱間圧延することを特徴とする、板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板の製造方法。
Ｓｅｆｆ＝Σ〔（σｔｃｍａｘ／ｋ0）−１〕                  ---（１）
ここで、Σは、圧延スケジュールを通した各パスの値の総和を示す。
但し、（σｔｃｍａｘ／ｋ0）−１＜０は、加算しない。
また、σｔｃｍａｘ／ｋ0＝１．６７×（ｌｄ／ｈｍ）＋０．５
ここで、ｌｄ：投影接触弧長
ｈｍ：平均板厚（入り側板厚と出側板厚の平均）
ｋ0：変形抵抗
【請求項２】
前記連続鋳造スラブの重ね合わせ枚数を奇数枚とした前記複合スラブを、（１）式で定義される有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．２以上、圧下比２未満の条件で熱間圧延することを特徴とする、請求項１記載の、板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記予備加工は、前記連続鋳造スラブに１０ｍｍ以上の圧下を加えるものであることを特徴とする、請求項１または２記載の、板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記予備加工の段階で前記スラブ素材を所定の寸法および形状に成形することを特徴とする、請求項１から３の何れか１に記載の、板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超極厚鋼板の製造方法、詳しくは、予備加工を施した連続鋳造スラブを２枚以上重ね合わせて、有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．３以上、圧下比２未満の条件で熱間圧延して互いに接合し、かくして、内部品質が均一な板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板を安価に製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
板厚が１００ｍｍを超える極厚鋼板は、従来から圧力容器や大型構造物等に使用されている。このような極厚鋼板は、その用途の関係から特に内部品質の均一性が要求される。このような極厚鋼板は、インゴット法により鋳造された鋼塊を分塊圧延して製造されていたが、経済性に問題があった。
【０００３】
そこで、特公平７−８３９４６号公報（特許文献１）、特開平２−１９７３８３号公報（特許文献２）、特開平４−１９０９０２号公報（特許文献３）、特開平４−２６６４０２号公報（特許文献４）には、複数枚の連続鋳造スラブを重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して複合スラブを形成し、重ね合わせ面を真空処理した後、熱間圧延して板厚１００ｍｍ以上の極厚鋼板を製造する方法が記載されている。これらの従来技術では、スラブの接合性の観点から圧下比が規定されており、特許文献１では２以上、特許文献２では３以上、特許文献３および４ではそれぞれ２．５以上である。
【０００４】
また、特開平６−１５４６６号公報（特許文献５）には、複合スラブの圧下比の低減を目的として、スラブの重ね合わせ面間にアモルファス金属をインサートして、１．６以上の圧下比で圧延する板厚１００ｍｍ以上の極厚鋼板を製造する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特公平７−８３９４６号公報
【特許文献２】特開平２−１９７３８３号公報
【特許文献３】特開平４−１９０９０２号公報
【特許文献４】特開平４−２６６４０２号公報
【特許文献５】特開平６−１５４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術は、次のような問題を有していた。すなわち、特許文献１から４に開示された従来技術は、圧下比が２以上と大きいので、得られた製品板厚も２００ｍｍ以下である。
【０００７】
また、特許文献５に開示された従来技術は、圧下比が小さいので、２００ｍｍ以上の板厚の極厚鋼板を得ることができるものの、高価なアモルファス金属を必要とするので、現実的でない。
【０００８】
一方、連続鋳造スラブの中心部に存在するセンターポロシティ対策として、特許文献３および４には、圧下比１．１５以上で一次圧下した後、圧下比２．５以上で二次圧下し、トータルで２．８７５以上の圧下比でスラブを圧下することが記載されている。しかしながら、特許文献２に記載されている従来技術（圧下比３以上）と大差がないので、最終製品の板厚向上が期待できない。
【０００９】
また、厚板製品の場合、幅や長さは種々であるが、上記各特許文献にはこれらの対策に関する記載はない。更に、圧延方法に関する詳細検討がなく、最低圧下比が規定されているだけである。
【００１０】
従って、この発明は、（１）接合およびセンターポロシティ対策としての製造条件、
（２）センタ−ポロシティ対策としての予備加工、（３）接合対策としての重ね合わせ条件を検討し、予備加工した連続鋳造スラブを用いて複合スラブとし、これを熱間圧延することで、内質に優れた２００ｍｍ以上の超極厚鋼板を安価に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とするものである。
【００１２】
請求項１記載の発明は、予備加工を施した連続鋳造スラブを２枚以上重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して複合スラブを形成し、そして、下記（１）式で定義される有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．３以上、圧下比２未満の条件で前記複合スラブを熱間圧延することに特徴を有するものである。
【００１３】
Ｓｅｆｆ＝Σ〔（σｔｃｍａｘ／ｋ0）−１〕                  ---（１）
ここで、Σは、圧延スケジュールを通した各パスの値の総和を示す。
但し、（σｔｃｍａｘ／ｋ0）−１＜０は、加算しない。
また、σｔｃｍａｘ／ｋ0＝１．６７×（ｌｄ／ｈｍ）＋０．５
ここで、ｌｄ：投影接触弧長
ｈｍ：平均板厚（入り側板厚と出側板厚の平均）
ｋ0：変形抵抗
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、連続鋳造スラブの重ね合わせ枚数を奇数枚とした複合スラブを、（１）式で定義される有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．２以上、圧下比２未満の条件で熱間圧延することに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、予備加工は、連続鋳造スラブに１０ｍｍ以上の圧下を加えるものであることに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１に記載の発明において、予備加工の段階でスラブ素材を所定の寸法および形状に成形することに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、アモルファス金属等の高価なインサート金属を使用することなく、内部品質が均一な板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板を安価に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明は、高価なインサート金属を使用しない板厚２００ｍｍを超える極厚鋼板を得ることができる極厚鋼板の製造方法であり、連続鋳造スラブに予備加工を施して、センターポロシティが予備圧着されたスラブ素材を調製し、前記スラブ素材を２枚以上重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して複合スラブを形成し、そして、下記（１）式で定義される有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．３以上、圧下比２未満の条件で前記複合スラブを熱間圧延して、板厚２００ｍｍを超える超極厚鋼板を製造することに特徴を有するものである。
【００１９】
Ｓｅｆｆ＝Σ〔（σｔｃｍａｘ／ｋ0）−１〕                  ---（１）
ここで、Σは、圧延スケジュールを通した各パスの値の総和を示す。
但し、（σｔｃｍａｘ／ｋ0）−１＜０は、加算しない。
また、σｔｃｍａｘ／ｋ0＝１．６７×（ｌｄ／ｈｍ）＋０．５
ここで、ｌｄ：投影接触弧長
ｈｍ：平均板厚（入り側板厚と出側板厚の平均）
ｋ0：変形抵抗
【００２０】
なお、複合スラブを形成する際の重ね合わせ面の四周の溶接は、ＥＢ（電子ビーム）溶接、ＭＩＧ溶接、ＳＭＡＷ（手溶接）等を用いることができる。また、この発明は、炭素鋼以外にステンレス鋼にも適用できる。
【００２１】
スラブ素材の接合に影響を及ぼす因子である、接合面状態、加熱条件、圧延条件をパラメ−タとして検討した結果、上記有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．３以上の条件下では、仮にスラブ素材の接合面がｔ／２（ｔ：複合スラブ厚）と、最も厳しい位置になっても接合が達成されることが確認できた。従って、この発明では、有効中心応力和Ｓｅｆｆの値を０．３以上に限定した。
【００２２】
センタ−ポロシティに関しても同様の検討を行った結果、圧延あるいは鍛造等の予備加工により予め連続鋳造スラブに１０ｍｍ以上の圧下を加えれば、その後、有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．２以上の圧延を行うことにより、連続鋳造スラブの中心部に存在するセンターポロシティを圧着でき、これを解消することができる結果、製品板厚を拡大することができることが確認できた。
【００２３】
なお、使用するスラブのセンターポロシティは、その大きさが小さなものの方が圧着しやすいため、センターポロシティの大きさが１ｍｍ以下のスラブを用いることが好ましい。また、スラブの重ね合わせ面は、ショットブラストや機械研削等の方法により黒皮を除去する。特に、グラインダーや機械研削等で一定の表面粗さ以下に制御することが望ましい。さらに、重ね合わせ面の四周を溶接した後、公知の適当な手段で合わせ面の間に存在する空気を排気し、真空状態にしてから熱間圧延を行うことが好ましい。
【００２４】
また、予備加工の際に、最終製品寸法を考慮した寸法・形状に成形しておくことによって、種々の幅、長さの超極厚鋼板を製造することができる。すなわち、予備加工の際に幅出し圧延を行い、その後の複合スラブをストレート圧延することによって、０．３以上の有効中心応力和Ｓｅｆｆを確保して、幅広の超極厚鋼板を製造することができる。
【００２５】
さらに、スラブ素材の重ね合わせの枚数を奇数枚として圧延する場合には、接合面は板厚のｔ／２にはならず、より表層に近い位置となる。このような場合、圧延による圧縮応力、歪は、板厚中心部より表層に近い部分の方が大きい。このため板厚の１／２に接合面が来る場合より、接合のための圧延条件は緩和され、有効中心応力和Ｓｅｆｆが０．２以上であれば、良好な接合性が得られることが判明した。
【００２６】
次に、この発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
２５０ｍｍ×１５００ｍｍ×３０００ｍｍの連続鋳造スラブに、圧下量が１０〜３０ｍｍの予備加工をストレート圧延により施して、２２０〜２４０ｍｍ×１５００ｍｍ×３０００〜３４００ｍｍの複数枚のスラブ素材を調製した。なお、各複合スラブは、同一チャージのスラブにより調製し、スラブ素材の表面は、ショットブラスト処理により黒皮を除去した（以下の実施例２、３において同じ）。次に、このようにして調製した同一板厚のスラブ素材を２枚重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して、板厚４４０〜４８０ｍｍの４枚の複合スラブを調製した。なお、重ね合わせ面の溶接は、ＭＩＧ溶接により行い、溶接による組み立て後、接合界面の空気を排除する真空処理を行った（以下の実施例２、３において同じ）。次に、このようにして調製した各複合スラブを１２００℃に加熱した後、ストレート圧延により熱間圧延（本圧延）して、２９０ｍｍ×１５００ｍｍ×長さを有するＮｏ．Ａ〜Ｄの厚板製品を製造した。
【００２８】
このときの本圧延での圧下比および有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）の値を表１に示す。そして、センターポロシティの圧着の有無と接合性とを調査した。センターポロシティの圧着の有無の調査は、１／４および３／４断面を超音波探傷（ＵＴ）することにより、また、接合性は、板厚中心部（接合面）を超音波探傷（ＵＴ）することにより行った。これらの結果を表１に併せて示す。
【００２９】
なお、表１の１／４および３／４断面のＵＴ結果の○印は、センターポロシティが十分に圧着されていることを示し、×印は、圧着が不十分であることを示す。また、表１の接合面のＵＴ結果の○印は、本圧延によりスラブ素材同士が十分に接合されていることを示し、×印は、接合が不十分であることを示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１の厚板製品Ｎｏ．ＢとＮｏ．Ｃとから明らかなように、有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）の条件のみが本発明範囲外であるＮｏ．Ｃは、スラブ素材の接合が不十分であった。
【００３２】
これに対して、１０ｍｍ以上の予備加工を行い、有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）が０．３以上の厚板製品Ｎｏ．Ａ、ＢおよびＤは、何れも、圧下比が２未満であってもスラブ素材の接合およびセンターポロシティの圧着が十分であり、品質の優れた超厚板鋼板を製造することができた。
【実施例２】
【００３３】
２５０ｍｍ×１５００ｍｍ×３０００ｍｍの連続鋳造スラブに、３０ｍｍの圧下量および幅出し圧延による予備加工を施して、２２０ｍｍ×１６００ｍｍ×３２００ｍｍのスラブ素材を調製した。次に、このようにして調製したスラブ素材を２枚重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して、４４０ｍｍ×１６００ｍｍ×３２００ｍｍの複合スラブを調製した。次に、このようにして調製した複合スラブを１２００℃に加熱した後、有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）が０．３０となるストレート圧延により熱間圧延（本圧延）して、３００ｍｍ×１６００ｍｍ×長さを有する厚板製品を製造した。そして、センターポロシティの圧着の有無と接合性とを調査した。これらの調査方法は、実施例１と同様である。
【００３４】
この本発明例は、製品幅（１６００ｍｍ）がスラブ幅（１５００ｍｍ）より広く、幅出し圧延が必要な場合であるが、予備加工において幅出し圧延を行い、本圧延ではストレート圧延により有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）が０．３０となるように圧延を行うことによって、センターポロシティの圧着および接合性は十分であり、品質の優れた超厚板鋼板を製造することができた。
【００３５】
比較のために、上記本発明例と同一寸法の連続鋳造スラブに、圧下量が３０ｍｍの予備加工を施して、２２０ｍｍ×１５００ｍｍ×３４００ｍｍのスラブ素材を調製した。次に、このようにして調製したスラブ素材を２枚重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して、４４０ｍｍ×１５００ｍｍ×３４００ｍｍの複合スラブを調製した。次に、このようにして調製した複合スラブを１２００℃に加熱した後、本圧延で幅出し圧延を行い、３００ｍｍ×１６００ｍｍ×長さを有する厚板製品を製造した。そして、センターポロシティの圧着の有無と接合性とを調査した。
【００３６】
この比較例によれば、本圧延で幅出し圧延をしたために、有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）は０．２４までしか得られなかった。このために接合性が不十分であった。
【実施例３】
【００３７】
２００ｍｍ×１５００ｍｍ×３０００ｍｍの連続鋳造スラブに、圧下量が７３ｍｍの予備加工をストレート圧延により施して、１２７ｍｍ×１５００ｍｍ×４７２０ｍｍの複数枚のスラブ素材を調製した。次に、このようにして調製したスラブ素材を３枚重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して、３８０ｍｍ×１５００ｍｍ×４７２０ｍｍの複合スラブを調製した。次に、このようにして調製した複合スラブを１２００℃に加熱した後、有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）が０．２２、圧下比が１．３となる条件でストレート圧延（本圧延）をして、３００ｍｍ×１５００ｍｍ×長さを有する厚板製品を製造した。そして、センターポロシティの圧着の有無と接合性とを調査した。これらの調査方法は、実施例１と同様である。
【００３８】
この本発明例は、予備加工したスラブを３枚組み立てたものであるが、２枚の場合に比べて接合面が板厚表層に近いために、有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）が０．２２であってもセンターポロシティの圧着および接合性は十分であり、品質の優れた超厚板鋼板を製造することができた。
【００３９】
比較のために、上記本発明例と同一寸法の連続鋳造スラブに、圧下量が１０ｍｍの予備加工を施して、１９０ｍｍ×１５００ｍｍ×３１５０ｍｍのスラブ素材を調製した。次に、このようにして調製したスラブ素材を２枚重ね合わせ、重ね合わせ面の四周を溶接して、３８０ｍｍ×１５００ｍｍ×３１５０ｍｍの複合スラブを調製した。次に、このようにして調製した複合スラブを１２００℃に加熱した後、有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）が０．２４、圧下比が１．３となる条件でストレート圧延（本圧延）をして、３００ｍｍ×１５００ｍｍ×長さを有する厚板製品を製造した。そして、センターポロシティの圧着の有無と接合性とを調査した。
【００４０】
この比較例によれば、３枚のスラブを組み立てた場合に比べて接合面が板厚表層から遠いために、有効中心応力和（Ｓｅｆｆ）が０．２４であっても、接合性が不十分であった。